Перейти к содержанию

Графики и основные свойства синуса и косинуса

Математика 9 класс Сложность 2/5

Начало урока

Графики и основные свойства синуса и косинуса

1. Построение графика $y = \sin x$

Шаг 1: Вычислим значения в ключевых точках на $[-\pi, \pi]$

Начнём с вычисления $\sin x$ в ключевых углах на отрезке $[-\pi, \pi]$:

$x$ $-\pi$ $-\frac{3\pi}{4}$ $-\frac{\pi}{2}$ $-\frac{\pi}{4}$ $0$ $\frac{\pi}{4}$ $\frac{\pi}{2}$ $\frac{3\pi}{4}$ $\pi$
$\sin x$ $0$ $-\frac{\sqrt{2}}{2} \approx -0{,}71$ $-1$ $-\frac{\sqrt{2}}{2} \approx -0{,}71$ $0$ $\frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0{,}71$ $1$ $\frac{\sqrt{2}}{2} \approx 0{,}71$ $0$
Шаг 2: Отметим точки и соединим плавной кривой

Отметим каждую пару $(x, \sin x)$ на координатной плоскости и соединим их плавной волнообразной кривой — без острых углов!

Шаг 3: Продолжим кривую, используя периодичность

Поскольку $\sin x$ повторяется каждые $2\pi$, мы сдвигаем построенную на $[-\pi, \pi]$ кривую на $\pm 2\pi$, $\pm 4\pi$, $\pm 6\pi$ и так далее в обе стороны. Так получается полная синусоида, бесконечно продолжающаяся влево и вправо.

Важный факт: График функции $y = \sin x$ называется синусоидой. Это плавная непрерывная волна, которая целиком располагается в горизонтальной полосе между $y = -1$ и $y = 1$.
Интерактивный график $y = \sin x$
Интерактивная визуализация — доступна в полном уроке

2. Свойства функции $y = \sin x$

  • Область определения: $(-\infty, +\infty)$ — все действительные числа
  • Нули функции: $x = \pi n$, где $n \in \mathbb{Z}$
    т.е. $\ldots, -2\pi, -\pi, 0, \pi, 2\pi, 3\pi, \ldots$
  • Положительна: на интервалах $(2\pi n,\; \pi + 2\pi n)$, $n \in \mathbb{Z}$
    Отрицательна: на интервалах $(\pi + 2\pi n,\; 2\pi + 2\pi n)$, $n \in \mathbb{Z}$
  • Симметрия: Нечётная функция
    $\sin(-x) = -\sin x$ — график симметричен относительно начала координат
  • Возрастает: на $\left[-\frac{\pi}{2} + 2\pi n,\; \frac{\pi}{2} + 2\pi n\right]$, $n \in \mathbb{Z}$
    Убывает: на $\left[\frac{\pi}{2} + 2\pi n,\; \frac{3\pi}{2} + 2\pi n\right]$, $n \in \mathbb{Z}$
  • Период: $T = 2\pi$ (наименьший положительный период)
    $\sin(x + 2\pi) = \sin x$ для всех $x$
  • Область значений: $[-1, 1]$ — функция ограничена
  • Максимум: $\sin x = 1$ при $x = \frac{\pi}{2} + 2\pi n$
    Минимум: $\sin x = -1$ при $x = -\frac{\pi}{2} + 2\pi n$
  • Необратима: Любая горизонтальная прямая $y = c$, где $-1 \le c \le 1$, пересекает график бесконечно много раз

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 105
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя